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化学化工学院郑佑轩团队报道了纯绿光MR-TADF材料和器件方面的进展

时间:2022-08-23浏览:444

多重共振型的热活化延迟荧光 (MR-TADF) 材料由于分子内独特的最高占据分子轨道(HOMO)/最低未占据分子轨道(LUMO)的电子云分布,表现出较小的发射光谱半峰宽(FWHM)和高的发光效率。且因其可兼顾色纯度、成本和功耗,近几年备受科研界与学术界的关注。

B/N型的MR-TADF材料是目前研究最为广泛的窄谱带发射材料,近年来该类材料在窄谱带蓝光区域的性能已经取得了重大进展。然而,基于B/N骨架构建最大发射波长超过510 nmMR-TADF材料报道仍然较少。延伸最早报道的MR-TADF材料DABNA-1(Adv. Mater. 2016, 28, 2777)母核的共轭长度能实现其发射波长的红移,但盲目地增加分子的共轭程度会扰乱分子内的HOMOLUMO之间分布,并表现出宽的荧光发射和较差的色纯度。根据美国国家电视系统委员会(NTSC)的标准,全彩显示器的制造不仅需要窄谱带深蓝光材料,还需要超纯绿光的显示,相应的CIE坐标为(0.21,0.71)。在已经报道的MR-TADF材料中,DABNA-1υ-DABNA(Nat. Photonics 2019, 13, 678)材料因可实现超窄的深蓝光发射,已经被三星作为蓝光OLED的商用材料。然而,目前已经报道的绿光和红光的MR-TADF材料由于色纯度未能满足所需的NTSC标准,对其探索仍然是非常有必要的。为了实现MR-TADF材料在宽色域OLED显示器中的应用,迫切需要开发窄谱带红、绿、蓝发射的分子设计策略。

最近,化学化工学院郑佑轩教授课题组在纯绿光多重共振型热活化延迟荧光材料和器件研究中取得新进展。吲哚并[3,2,1-jk]咔唑上引入基于叔丁基咔唑和9'H-9,3':6',9"-三联咔唑的硼/氮结构,获得了两个基于双多重共振效应的发光材料VTCz-BNTCz-VTCzBN,其中基于9'H-9,3':6',9"-三联咔唑的TCz-VTCzBN甲苯溶液中的发射峰值为521 nmFWHM29 nmCIE坐标为(0.21,0.71)表现为目前为止最接近NTSC纯绿光色系的材料。且由于双共振单元结构近乎全域的前线分子轨道分布使得其?EST接近于0 eV和相当大的反系间窜越系数,使得其光致发光效率达到98%且规则的盘状分子结构赋予其极高的水平发射偶极矩(94%)

基于TCz-VTCzBN制备的纯绿光OLED器件最大外量子效率高达32.2%,同时表现出超纯绿光CIE(0.22,0.71),与NTSC的纯绿光显示色坐标基本一致。研究结果为兼具高效和高色纯度的MR-TADF材料的设计提供了一定的参考和借鉴。

该工作发表在Angew. Chem. Int. Ed. (2022, DOI: 10.1002/anie.202209984)罗旭峰博士宋诗全硕士研究生为论文共同第一作者,郑佑轩教授为论文通讯作者,特别感谢澳门皇冠线上网址左景林教授、南京工业大学马会利教授、华南理工大学马东阁教授和杨德志教授对该工作的支持和帮助本工作得到了国家自然科学基金项目21975119的大力支持!


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